乙炔爆炸危險性及其安全措施淺析

摘 要：乙炔在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，而其爆炸危險性也是很大的，該文以乙炔這種高爆炸性的乙炔可燃?xì)怏w作為研究對象，理論分析了乙炔的爆炸機(jī)理，介紹了一些乙炔的典型爆炸事故，分析總結(jié)并提出了預(yù)防乙炔爆炸的措施和生產(chǎn)存儲使用等方面的注意事項。

關(guān)鍵詞：乙炔 爆炸 危險性 安全措施

中圖分類號：TQ56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-02

乙炔是最重要的炔烴，它不僅是一種有機(jī)合成的重要基本原料，而且又大量地用作高溫氧炔焰的燃料。工業(yè)上可用煤、石油或天然氣作為原料生產(chǎn)乙炔，所以乙炔是個可以大量生產(chǎn)而又成本低廉的工業(yè)產(chǎn)品。乙炔是最重要的炔烴，屬分解爆炸性氣體，是一種火災(zāi)爆炸危險性很大的可燃?xì)怏w。它不僅是一種有機(jī)合成的重要基本原料，而且又大量地用作高溫氧炔焰的燃料[1]，在生產(chǎn)生活中都有廣泛的應(yīng)用。而其高爆炸性也越來越引起人們的關(guān)注，歷年來乙炔爆炸給人民的生命和財產(chǎn)安全帶來重要危害。

1999年3月24日，哈爾濱汽輪機(jī)廠十四車間發(fā)生乙炔氣瓶爆炸，4人死亡，8人重傷。乙炔突然爆炸后，在千余平方米的事故現(xiàn)場，乙炔瓶已斷為三截，瓶底被炸出5 m多遠(yuǎn)，原來筒形的瓶身被炸出近10 m，變成了凹凸不平的鐵板，車間高達(dá)幾米處的窗玻璃全被震碎，室外磚墻被崩塌了10多m，可見其爆炸威力相當(dāng)大。2000年2月12日晨，香港元朗大生圍一個機(jī)器維修工場發(fā)生大爆炸，7名工人于春節(jié)假后首天開工即遭遇事故，3人被炸死，另外4人受傷，事故是由乙炔瓶的橡膠管損壞導(dǎo)致氣體泄漏引發(fā)的，據(jù)推測，乙炔瓶的橡膠管在放假時已損壞，至12日上午開工時，工棚里已充滿氣體，當(dāng)工人進(jìn)行切割工序時即觸發(fā)

爆炸。

2002年8月24日下午，湖北省武漢市青山區(qū)武漢冶金設(shè)備制造公司結(jié)構(gòu)廠內(nèi)存放有近百只鋼瓶的乙炔庫房起火燃燒，發(fā)生爆炸。后經(jīng)消防官兵奮力撲救，大火被撲滅。這次事故，由于處理比較及時，絕大多數(shù)的乙炔瓶從庫房被搶運出來，幸未造成較大的人員財產(chǎn)損失。當(dāng)日中午1時半許，工人正在生產(chǎn)車間內(nèi)上班，乙炔操作工到隔壁乙炔房內(nèi)灌乙炔，發(fā)現(xiàn)乙炔正在泄漏。操作工趕緊關(guān)閉閥門，不料突然起火，并且火勢越來越大。事故原因估計是關(guān)閉閥門時速度過快，使金屬摩擦加劇，產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致乙炔起火燃燒。2007年2月4日，海珠區(qū)南洲路89號“易德化工有限公司氣體部”的氣體存放倉庫棚頂被掀掉一大片，現(xiàn)場騰起巨大的煙塵，并迅速蔓延到四周，方圓1里之內(nèi)的人群和商鋪都感覺到了強大的震動，爆炸是由一名工人違規(guī)將一瓶乙炔氣體往另一只空瓶內(nèi)充灌時引起，該工人被當(dāng)成炸死。

以上只是眾多乙炔爆炸事故中的幾個案例，從中可以看出，乙炔爆炸可能發(fā)生在工廠的生產(chǎn)使用過程中，也可能發(fā)生在高溫氧炔焰焊接過程過，還有的是由于存儲不當(dāng)安全檢查失職等等，一個個血的事實告訴人們乙炔的爆炸危險性是多么的大，也促使科學(xué)工作人員重視了對乙炔爆炸的研究。因此，了解乙炔的爆炸機(jī)理和爆炸特性對預(yù)防乙炔的爆炸具有重要的現(xiàn)實意義，同時，總結(jié)對乙炔研究的國內(nèi)現(xiàn)狀也有助于科學(xué)工作人員更好地開展對乙炔的研究。

1 乙炔爆炸機(jī)理

乙炔是易燃易爆氣體，乙炔爆炸主要是由氧化、分解、化合3種原因引起。

（1）氧化爆炸。當(dāng)乙炔與空氣或氧氣混合達(dá)到一定容積比，并達(dá)到著火溫度時又遇到明火或靜電火花就會發(fā)生氧化爆炸。乙炔爆炸極限范圍很寬，在空氣中為2.5%～82%（7%～13%時爆炸能力最強，最大爆炸壓力為1.058 MPa）；在純氧中為2.3%～93%（30%時爆炸能力最強），是各類危險物品中爆炸極限范圍最寬的一種。乙炔的點火能量在各級危險物品中是最小的。乙炔與空氣的混合氣體，在常壓下其濃度為7.73%時，最小點火能量是0.02 mJ[1]。

（2）化合爆炸。乙炔可以與很多金屬相互作用產(chǎn)生金屬碳化物，其中以銅的碳化物具有最大的爆炸危險性，乙炔還可以與汞、銀、鈷、鉀、碘、氯、氫化鈉、硝酸銀、硝酸汞等發(fā)生反應(yīng)生成爆炸性化合物，因此不能用使用含銅66%以上的黃銅、含銅銀的焊接材料和含汞的壓力表。

（3）分解爆炸。純乙炔為無色無味的易燃、有毒氣體。常壓乙炔一般不會分解，加壓乙炔則極易分解。壓力越高，越容易發(fā)生分解、爆炸，且分解溫度隨壓力的升高而迅速下降。壓力對乙炔的分解具有很大的作用。在高壓下乙炔很不穩(wěn)定，火花、熱力、摩擦均能引起乙炔的爆炸性分解而產(chǎn)生氫和碳。因此，在乙炔的發(fā)生和使用管道中的乙炔的壓力一般均保持在1個大氣壓以下[3]。

純乙炔的分解爆炸，首先決定乙炔在某一瞬時間的壓力和溫度，同時以乙炔中的水分、雜質(zhì)、有無觸媒劑存在有關(guān)，當(dāng)溫度超過200～300 ℃，乙炔就開始聚合形成其它化合物，聚合作用是發(fā)熱升溫過程，高溫又促成更進(jìn)一步聚合，這種連鎖反應(yīng)過程（如果熱量不能及時排出），引起乙炔分解爆炸。乙炔爆炸性分解的速度可達(dá)1800～3000 m/s，在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險，受熱、震動、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸，因此不能在加壓液化后貯存或運輸。

2 乙炔爆炸的預(yù)防

鑒于乙炔爆炸的事故案例以及其獨特的爆炸機(jī)理，各個行業(yè)的人員都提出了一些相應(yīng)的防火防爆技術(shù)措施，為乙炔爆炸的預(yù)防做出了重要的貢獻(xiàn)。以下進(jìn)行分類分析和總結(jié)，以應(yīng)對不同環(huán)境下的爆炸危險。

（1）乙炔生產(chǎn)過程的安全措施。在乙炔生產(chǎn)中，首先要做的就是各位領(lǐng)導(dǎo)，有關(guān)單位應(yīng)高度重視，加強安全教育及安全知識的學(xué)習(xí)，使得工人在實際工作過程中要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，并了解乙炔的物理化學(xué)特性，能夠深刻認(rèn)識乙炔的爆炸危險性，同時在遇到緊急情況時能夠合理的處理從而把事故的抑制在萌芽狀態(tài)。如2002年8月24日，湖北省武漢市的乙炔爆炸事故就是由于操作工關(guān)閉閥門時速度過快，使金屬摩擦加劇，產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致乙炔起火燃燒。其次，廠房的設(shè)計以及生產(chǎn)工藝要達(dá)到本質(zhì)安全的要求，即使在有爆炸事故發(fā)生時也能夠發(fā)揮其設(shè)計合理的優(yōu)勢，盡量減少人員和財產(chǎn)的損失。

（2）乙炔運輸中的注意事項。在15 ℃和1.5 MPa時，乙炔在丙酮中的溶解度為237 g/L，溶液是穩(wěn)定的。因此，工業(yè)上是在裝滿石棉等多孔物質(zhì)的鋼桶或鋼罐中，使多孔物質(zhì)吸收丙酮后將乙炔壓入，以便貯存和運輸。過量充裝的鋼瓶，隨著溫度上升到一定時候，壓力就會急劇上升，造成鋼瓶破裂，發(fā)生事故，要嚴(yán)防過量充裝乙炔。運輸時要有遮陽設(shè)施，防止曝曬，車上應(yīng)備有必要的應(yīng)急處理器材和防護(hù)用品，隨車人員應(yīng)會正確使用。高溫和高壓對乙炔的性質(zhì)都有重要的影響，因此，在運輸過程中要注意避免瓶體產(chǎn)生高溫和受到外來壓力，還應(yīng)該注意天氣對運輸?shù)挠绊憽?/p>

（3）乙炔安全存儲措施。貯存乙炔氣瓶的倉庫必須配備有專業(yè)知識的技術(shù)人員，乙炔氣瓶的儲存?zhèn)}庫和儲存間應(yīng)有良好的通風(fēng)、降溫等設(shè)施，并且嚴(yán)禁任何管線穿過，應(yīng)避免陽光直射，避開放射性射線源。乙炔氣瓶必須與爆炸物品、氧化劑、易燃物品、自燃物品、腐蝕性物品隔離貯存，應(yīng)保持直立放置，且應(yīng)有防止傾倒的措施，不準(zhǔn)放在橡膠等絕緣體上，以防靜電引起事故。貯存的乙炔氣瓶應(yīng)經(jīng)常檢查，瓶帽要擰緊，發(fā)現(xiàn)泄漏要及時消除，到期氣瓶要及時處理，以防自聚或分解而發(fā)生事故。

（4）乙炔使用中的安全要求。使用乙炔氣瓶前，一定要進(jìn)行安全檢查，消除使用環(huán)境周圍和氣瓶本身存在安全隱患。乙炔氣瓶開閥時應(yīng)緩慢開啟不要過快，嚴(yán)禁敲擊、碰撞和火花，防止靜電，必須配置專用的減壓器和回火防止器，使用壓力不得超過0.15 MPa，有漏氣現(xiàn)象必須迅速處理。氣瓶要按檢驗項目和規(guī)程進(jìn)行定期技術(shù)檢驗，報廢的氣瓶不得與一般氣瓶混放，應(yīng)由檢驗單位進(jìn)行破壞性處理，嚴(yán)禁使用不合格的氣瓶。

3 結(jié)語

乙炔是一種易燃高爆炸性的工業(yè)常有氣體，在乙炔的生產(chǎn)、存儲、運輸和使用過程中都極易發(fā)生事故，而且由于其獨有的物理化學(xué)特性，爆炸破壞性非常大，應(yīng)該引起人們的高度關(guān)注。

（1）乙炔的爆炸極限范圍很大，容積比2.5%～82%，最小點火能僅0.02 mJ，極易發(fā)生燃燒或者爆炸。在涉及乙炔的環(huán)境下，應(yīng)該謹(jǐn)小慎微，不放過任何安全隱患。

（2）乙炔的爆炸壓力大，最大爆炸壓力可達(dá)1 MPa以上，而其對于分解爆炸而言，其速度甚至可以到3 000 m/s，爆炸速度快，對物體的破壞作用更強。在乙炔的防火防爆上，要特別注意廠房設(shè)計嚴(yán)格按照國家規(guī)定的要求，使用中的安全距離等

要素。

（3）乙炔作為特殊氣體，相應(yīng)的工作人員都應(yīng)該具備必要的知識，接受相關(guān)培訓(xùn)，持證上崗，任何違規(guī)操作和盲目舉動都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

總之，充分了解乙炔的爆炸危險性，把安全工作做好，嚴(yán)格按照操作規(guī)程辦事，就能夠很好地預(yù)防乙炔事故，保證人民的生命和財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 王海民.乙炔的理化特性及工藝防火初探[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2003（6）.

[2] 馬鐵林.浮桶式乙炔器爆炸原因分析[J].工業(yè)安全與防塵，2000（3）：46.

[3] 謝興華，李寒旭.燃燒理論[M].江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002：108～109，122-125.